КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ Российский патент 1998 года по МПК B64G1/00 

Предлагаемое изобретение относится к космической технике.

Известно устройство космического аппарата (см. "проект СРГ: международная орбитальная обсерватория Спектр-Рентген-Гамма", Пр-1632, Академия наук СССР, ИКИ, стр. 22, рис. 1), которое содержит агрегатный отсек, блок внешних приборов и расположенный между ними приборный контейнер с гермокорпусом выполненным в виде оболочки тела вращения с крышками расположенный своей осью перпендикулярно продольной оси аппарата. Рама для крепления приборов устанавливается в приборном контейнере на узлы крепления рамы к оболочке, которые совмещены с узлами крепления блока внешних приборов и агрегатного отсека. Силовые элементы рамы располагаются вдоль продольной оси КА и совмещены с узлами крепления блока внешних приборов и агрегатного отсека.

При эксплуатации космического аппарата инерционные нагрузки от блока внешних приборов приходят на узлы крепления блока внешних приборов, совмещенные с узлами крепления силовых элементов приборных рам, и воспринимаются силовыми элементами рам. Нагрузка через силовые элементы рам передается к узлам крепления агрегатного отсека. Воспринимая продольную нагрузку, силовые элементы рам разгружают шпангоуты и обечайку приборного контейнера, однако сами рамы в результате действия нагрузки подвергаются деформации, а остаточные деформации рамы сказываются на точности установки и взаимной привязки внешних и внутренних приборов. Кроме того, жесткость приборного контейнера в диагональном направлении (узел крепления блока внешних приборов- узел крепления агрегатного отсека) не обеспечивается конструктивными элементами.

В то же время в процессе изготовления и отработки КА при проведении сборочно-монтажных работ возникает необходимость демонтажа приборных рам при полностью собранном блоке внешних приборов или сборки блока внешних приборов при неустановленных рамах. В таких случаях сила веса блока внешних приборов передается на узлы крепления блока внешних приборов и дальше передается через шпангоуты и оболочку приборного контейнера к узлам крепления агрегатного отсека. Эта сила, действующая перпендикулярно оси вращения обечайки и шпангоута, вызывает их деформацию и следовательно несовпадение стыковочных элементов (например отверстие и шпилька) рамы и оболочки. В таком случае, чтобы собрать КА (установить раму) с установленным блоком внешних приборов, необходимо его либо разобрать (с расстыковкой электроразъемов и повторной проверкой), либо создать громоздкое устройство для обезвешивания блока внешних приборов (для снятия и установки одной или двух рам), не гарантирующее от повреждения КА.

Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, является повышение жесткости КА и улучшение технико-эксплуатационных характеристик, в также снижение массы КА.

Указанная цель достигается тем, что в отличие от известного аппарата, в нем узлы крепления блока внешних приборов соединены с узлами крепления агрегатного отсека силовыми элементами параллельными продольной оси КА и расположенными по касательной к оболочке гермокорпуса. При этом точки крепления блока внешних приборов и крепления агрегатного отсека развернуты по образующей оболочки навстречу друг другу относительно узлов крепления рамы к оболочке, а рама для крепления приборов выполнена в виде герметичного отсека со стенками параллельными продольной оси КА, в которых выполнены тарированные отверстия для продува приборов, а между стенками и приборами выполнено уплотнение.

На фиг. 1 показано поперечное сечение приборного отсека КА; на фиг.2 - продольный разрез узла крепления приборов бортовой аппаратуры к раме.

На фиг. 1 и 2 изображены следующие позиции КА:
1 - агрегатный отсек,
2 - блок внешних приборов,
3 - приборный контейнер,
4 - рамы,
5 - приборы,
6 - силовые элементы рам,
7 - узлы крепления блока внешних приборов,
8 - узлы крепления агрегатного отсека,
9 - силовые элементы,
10 - очки крепления блока внешних приборов,
11 - точки крепления агрегатного отсека,
12 - узлы крепления рамы,
13 - стенки рамы,
14 - отверстие,
15 - уплотнение.

КА состоит из агрегатного отсека 1, блока внешних приборов 2, между которыми располагается приборный контейнер 3, выполненный в виде оболочки тела вращения с крышками, расположенной своей осью перпендикулярно продольной оси аппарата. Силовые элементы 6 рамы 4 совмещены с узлами 7 крепления блока внешних приборов 2 и с узлами 8 крепления агрегатного отсека 1. Узла крепления 7 блока внешних приборов 2 соединены с узлами 8 крепления агрегатного отсека 1 силовыми элементами 9, параллельными продольной оси КА и расположенными по касательной к оболочке гермокорпуса, при этом, точки 10 крепления блока внешних приборов 2 и точки 11 крепления агрегатного отсека 1 развернуты по образующей оболочки навстречу друг другу относительно узлов крепления 12 рамы 4 к оболочке. Рама 4 для крепления приборов 5 выполнена в виде герметичного отсека, в котором силовые элементы 6 рамы 4 соединены стенками 13, параллельными продольной оси КА. В стенках 13 выполнены тарированные отверстия 14 для продува приборов 5, а между стенками 13 и приборами 5, закрепленными на раме 4, по периметру приборов выполнено уплотнение 15, препятствующее утечке газа между стенками рамы и приборами.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При выведении КА на орбиту инерционные нагрузки от блока внешних приборов 7 воспринимаются как силовыми элементами 9, так и силовыми элементами 6 рамы 4. Оптимизируя соотношения сечений силовых элементов 9 и 6, можно добиться, чтобы остаточные деформации рамы 4 были минимальны и не сказывались на точности взаимной установки приборов снаружи и внутри приборного контейнера. Дополнительные силовые элементы 9, и рама 4, выполненная в виде отсека со стенками 13, параллельными продольной оси КА обеспечивают дополнительную жесткость КА, в том числе и в диагональном направлении. Включение боковых стенок отсека, выполняющего к тому же роль газораспределительного короба, приводит к снижению КА (снижение массы КА за счет использования рамы в качестве газораспределительного кожуха превышает увеличение массы за счет введения дополнительных силовых элементов 9).

При сборке и отработке КА дополнительные силовые элементы 9 воспринимают усилие, вызванное весом рамы блока внешних приборов, исключает деформацию оболочки и шпангоута, несовпадение стыковочных элементов исключается.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить жесткость КА, улучшить технико-эксплуатационные характеристики КА, повысить технологичность сборочно-монтажных работ при сборке и отработке КА, а также при проведении регламентно-восстановительных работ с КА, находящимся на хранении. Предложенная конструкция позволяет производить монтаж и демонтаж приборных рам в приборном контейнере без разборки блока внешних приборов (или без сооружения устройства обезвешивания блока внешних приборов), не требует расстыковки разъемов для проведения проверок, позволяет существенно сократить сроки создания КА и время проведения регламентно-восстановительных работ, снизить трудоемкость изготовления КА.

Изобретение относится к космической технике и направлено на повышение жесткости и улучшение эксплуатационных характеристик космического аппарата (КА), а также на снижение его массы. В КА, согласно изобретению, узлы крепления блока внешних приборов и агрегатного отсека соединены, одни с другими, силовыми элементами, параллельными продольной оси КА и расположенными по касательной к оболочке корпуса КА, выполненного герметичным. Точки креплений блока внешних приборов и агрегатного отсека развернуты по образующей оболочки (тела вращения) навстречу друг другу относительно узлов крепления приборной рамы к оболочке, причем эта рама выполнена в виде герметичного отсека со стенками, параллельными продольной оси КА, а в стенках выполнены тарированные отверстия для продувки приборов; между стенками и приборами установлено уплотнение. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Космический аппарат, содержащий агрегатный отсек, блок внешних приборов, приборный контейнер с гермокорпусом, выполненным в виде оболочки тела вращения, с крышками и расположенным перпендикулярно продольной оси аппарата, раму для крепления приборов с силовыми элементами, узлы крепления блока внешних приборов, совмещенные с узлами крепления рамы к оболочке, а также узлы крепления агрегатного отсека, при этом силовые элементы рамы, расположенные вдоль продольной оси аппарата, совмещены с узлами крепления блока внешних приборов и агрегатного отсека, отличающийся тем, что приборный контейнер снабжен дополнительными силовыми элементами, расположенными параллельно продольной оси аппарата по касательной к оболочке гермокорпуса и соединяющими узлы крепления блока внешних приборов и агрегатного отсека, развернутые по образующей оболочки навстречу друг другу относительно узлов крепления рамы к оболочке.